(13分)天然气的主要成分是甲烷,它是一种重要的燃料和基础化工原料。
(1)以甲烷和水为原料可制取甲醇。
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=—129.0kJ/mol
则CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)的△H=__________kJ/mol。
(2)用甲烷催化还原NOx为N2可消除氮氧化物的污染,写出反应的化学方程式_______。
(3)一定条件下,反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)可以制取合成氨的原料气H2。将1.0mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L的反应室,CH4的平衡转化率与温度的关系如图。已知100℃时达到平衡所需的时间是5min,则用H2表示的反应速率v(H2)=___________;该温度时的平衡常数K=__________,该反应的△H_______0(填“<”、“>”或“=”)。
(4)某化学小组设计如图装置进行饱和NaCl溶液电解实验。
请回答下列问题:
已知每个甲烷燃料电池中盛有1.0L2.0 mol/L的KOH溶液。标准状况下,当每个燃料电池的负极通入甲烷的体积均为33.6L,且反应完全,则理论上电池溶液中c(K2CO3)_______c(KHCO3)(填“<”、“>”或“=”):最多能产生标准状况氯气的体积为________L。
现有乙酸、苯、苯酚、苯甲酸四种有机物组成的混合物,可按右面的图示程序进行分离(已知苯甲酸是微溶于水的白色晶体)。
请在圆括号内填上适当的试剂名称,在方格号内填上分离操作的名称,在方框内填上适当物质的化学式。
20℃时,将10mL 0.1 mol/L 溶液和10mL 0.1mol/L的硫酸溶液混合,2 min后溶液明显出现浑浊。已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那末50℃时,同样的反应要看到浑浊,需要的时间是___________s。
在锌与盐酸反应的实验中,一个学生得到的结果如下表所示:
锌的质量/g |
锌的形状 |
温度/℃ |
溶解于酸所花的时间/s |
|
A |
2 |
薄片 |
5 |
400 |
B |
2 |
薄片 |
15 |
200 |
C |
2 |
薄片 |
25 |
100 |
D |
2 |
薄片 |
35 |
50 |
E |
2 |
薄片 |
45 |
25 |
F |
2 |
粉末 |
15 |
5 |
试求:
(1)画一幅以时间对温度的曲线图(纵轴表示时间,横轴表示温度).
(2)利用所画的曲线图,关于温度影响反应速率你能得出什么结论?
(3)20℃时,2g锌箔溶解于酸中需花多少时间?
(4)对比结果B与F,解释F为什么那么快?
下图为将Zn投入一定浓度体积的H2SO4中,解释图像的成因(纵坐标为H2的生成速率)
试将外界条件对化学反应速率的影响结果填入下表中。